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Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbüchse, die in die Aufnahmebohrung des Motorblockes einer Brennkraftmaschine getrennt vom Kühlmittel eingesetzt ist, deren Pass-bzw. Sitzflächen sich über ihre gesamte Länge erstrecken und deren Mantelfläche zum grössten Teil an der Aufnahmebohrung mit Spiel anliegt.
Bei grösseren Brennkraftmaschinen verwendet man zur besseren Kühlung und leichteren Wartung als Laufbahn für den Kolben vielfach einzeln eingesetzte, auswechselbare Zylinderlaufbüchsen. Diese Zylinderlaufbüchsen sind unmittelbar vom Kühlwasser umflossen und werden deshalb "nasse Büchsen" genannt Als nachteilig bei solchen Büchsen muss angesehen werden, dass zwischen den einzelnen Zylindern ein verhältnismässig grosser Abstand erforderlich ist.
Um den Vorteil der Austauschbarkeit mit dem Vorteil der kleineren Zylinderabstände bei Block-Motoren zu verbinden ist es ferner bekannt, sogenannte "trockene Laufbüchsen" zu verwenden. Trockene Zylinderlaufbüchsen sind im allgemeinen dünnwandiger und auf ihrer Aussenfläche nicht vom Kühlwasser umspült, sondern direkt in die Aufnahmebohrungen des Motorblockes eingesetzt, wo sie meist mit ihrer gesamten Länge an deren Mantelflächen anliegen. Trockene Zylinderlaufbüchsen sind zum Teil mit Überstand in die Aufnahmebohrungen eingepresst, zum Teil aber auch mit einem gewissen Spiel-unter Verwendung eines Schmier-und Trennmittels-mit leichtem Druck eingebaut. Letztere nennt man allgemein "Slip-Fix-Büchsen" und auf einer solchen Zylinderbüchse baut die Erfindung auf.
Durch die "Slip-Fix-Büchsen" werden die Vorteile eines kleinen Zylinderabstandes und der Austauschbarkeit der einzelnen Büchsen vereinigt. Wie sich inzwischen gezeigt hat, weisen diese Büchsen aber auch einige schwerwiegende Nachteile auf. So ist vor allem eine schlechtere Wärmeabfuhr von der Zylinderlauffläche an das Kühlwasser gegeben, welche durch den Übergang von der Laufbüchsen-Aussenseite zur Grundbohrung herrührt. In diesem Spalt berühren sich zwar teilweise die metallischen Oberflächen. zum Teil aber werden sie auch durch ein isolierendes Trennmittel, durch lokal begrenzte Luftspalte oder gar durch Reibrost voneinander getrennt.
Als weiterer Nachteil muss angesehen werden, dass im Laufe längerer Betriebszeiten das beim Einbau zwischen der Grundbohrung und der Zylinderlauffläche eingebrachte flüssige oder feste Schmiermittel verkokt und sich zudem nur an bestimmten Stellen ansammelt, so dass eine mehr oder minder starke Rostbildung entsteht. Diese Rostbildung macht vielfach den eigentlichen Sinn der "Slip-Fix-Büchse", nämlich die leichte Auswechselbarkeit, zunichte und ein Ausbau im unbeschädigten Zustand ist nicht mehr möglich.
Ferner treten insbesondere bei Hochleistungs-Brennkraftmaschinen auf Grund der betrieblichen Beanspruchungen immer wieder Verformungen des Motorblockes und damit der Grundbohrungen für die Zylinderlaufbüchsen auf, die nicht zu vermeiden sind. Je grösser nun die Wandstärke der trockenen Laufbüchse ist, desto schlechter kann sie den Verformungen der Grundbohrung folgen. Man ist somit bestrebt, möglichst dünne Wandstärken zu wählen, wobei allerdings durch eine wirtschaftliche Fertigung und problematische Handhabung solcher Motorteile Grenzen gesetzt sind. Auf Grund dieser Tatsache ist es nicht möglich, die Zylinderlaufbüchsen so auszuführen, dass sie den betriebsbedingten Verformungen der Grundbohrungen vollständig folgen können.
Hiedurch entstehen besonders günstige Wärmenester, die schwerwiegende Schäden an Kolben und Kolbenringen zur Folge haben können.
Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass die bekannten "Slip-Fix-Büchsen" eine hohe Fertigungsgenauigkeit bei der Bearbeitung der Aussenflächen erfordern, um überhaupt ein einigermassen befriedigendes Betriebsverhalten zu erreichen. Da im allgemeinen ein mittleres Spiel von 0, 02 mm vorgesehen ist, wird ein Schleifen und Honen der aneinander anliegenden Flächen notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Zylinderlaufbüchse der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern bzw. weiter zu entwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden, d. h., dass eine Rost-, Luftspalt- und Wärmenesterbildung vermieden wird, um eine gute und gleichmässige Wärmeabfuhr aus dem Zylinderinnenraum zu ermöglichen und dass eine leichte Auswechselbarkeit auch nach langem Betrieb jederzeit möglich ist.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Passflächen zwischen der Zylinderlaufbüchse und der Aufnahmebohrung in an sich bekannter Weise durch in der Mantelfläche der Zylinderlaufbüchse angeordnete Axial-und/oder umlaufende bzw. schraubenförmig verlaufende Ölführungsnuten unterteilt ist, wobei letztere in unmittelbarer Nähe des Brennraumes durch einen Zulauf und durch einen am kurbelgehäuseseitigen Ende der Aufnahmebohrung gelegenen Ablauf an eine öl förderanlage angeschlossen sind und dass zur Erzeugung einer teilweise pulsierenden ölschicht auf der gesamten rennfläche zwischen der Zylinderlaufbüchse und der Aufnahmebohrung ein Spiel von mindestens 0, 1 mm, bezogen auf den Durchmesser der Bohrung, vorgesehen ist.
Durch die österr. Patentschrift Nr. 191674 ist es an sich bereits bekannt, in der Mantelfläche von Zylinderlaufbüchsen ein Leitungsnetz aus beliebig geformten Kanälen vorzusehen. Der Unterschied zur Erfindung besteht jedoch darin, dass dieses Leitungsnetz eine möglichst grosse Wärmeübergangsfläche bildet und dass in ihm eine Kühlflüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit zur zusätzlichen Wärmeabfuhr gefördert wird, denn es handelt sich um eine luftgekühlte Maschine. Ausserdem strömt gemäss der genannten Patentschrift das Kühlmittel an der Kurbelgehäuseseite ein und tritt an der Zylinderkopfseite wieder aus.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung dient das öl nicht als Kühlmittel und soll keine Wärme abführen,
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vielmehr hat es den Zweck, die Wärme aus dem Zylinderinnenraum an das eigentliche Kühlmittel zu übertragen.
Um an allen Stellen eine gleichmässige Wärmeübertragung zu erreichen, strömt es zunächst durch die zwischen der Zylinderlaufbüchse und der Aufnahmebohrung vorgesehenen ölführungsnuten und dringt von dort aus gleichmässig in den zwischen Büchse und Bohrung vorhandenen Spalt, wo es pulsiert. Durch die ständige Bewegung des öls werden alle Hohlräume ausgefüllt und die beiden Wandflächen bleiben dauernd benetzt, so dass eine gute Wärmeabfuhr gesichert ist und eine Rostbildung ausscheidet.
Durch die laufende Erneuerung des öls kann es zu keinen Alterungserscheinungen kommen, die ein Verkoken nach sich ziehen, ferner werden alle etwaigen Verunreinigungen oder gar Verkrustungen regelmässig ausgespült, wodurch sich diese gar nicht erst festsetzen können. Die Erneuerung des öls ist natürlich nur in dem Masse erforderlich, wie Alterserscheinungen auftreten. Die Regelung erfolgt durch geeignetes Bemessen der ölführungsnuten in ihrer Tiefe und Anzahl oder mit Hilfe des öldruckes, der bei Motoren im allgemeinen mit der Motordrehzahl und damit auch proportional zur möglichen Wärmebeaufschlagung steigt.
Bei Gehäuse- oder Laufbüchsenverformungen tritt das Öl im Rhythmus dieser meist durch die Arbeitsdrücke im Zylinder hervorgerufenen Verformungen sofort in die sich jeweils bildenden Spalten ein und wird wieder herausgepresst. So entsteht eine regelrechte Pumpwirkung, durch die zwischen den sich unmittelbar berührenden Flächen die Aufrechterhaltung und dauernde Erneuerung eines dünnen Ölfilms gesichert ist. Die beschriebene Quetschströmung bringt zusätzlich noch den Vorteil, dass der Wärmeübergang noch erhöht wird.
Die laufende Benetzung aller Wandflächen und Ausschaltung einer Rostbildung lässt selbstverständlich auch nach vielen Betriebsstunden einen leichten Ausbau der Zylinderlaufbüchsen zu.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass durch die Ölführungsnuten die Elastizität der Zylinderlaufbüchse vergrössert wird, so dass sie sich den Gehäuseverformungen besser anpassen kann.
Der Fertigungsaufwand für die Laufbüchsen nach der Erfindung ist insgesamt gesehen ebenfalls geringer als bei den bekannten Arten, da das aufwendige Ausschleifen der Büchsen entfällt, weil ja ein gewisses Spiel sogar erforderlich ist.
Schliesslich muss es als ein Vorteil angesehen werden, dass sich durch das Zwischenschalten einer elastischen Schicht zwischen der Aufnahmebohrung und der Zylinderlaufbüchse eine messbare Dämpfung des Körperschalles, insbesondere für die Kolbengeräusche ergibt. Dadurch wird natürlich auch die Geräuschabstrahlung an den Aussenflächen des Motors geringer.
Es wird noch erwähnt, dass es durchaus im Rahmen der Erfindung liegt, wenn die Ölführungsnuten statt in der Zylinderlaufbüchse in der Aufnahmebohrung im Zylinderblock angeordnet sind. Auch können natürlich die etwa schraubenförmig verlaufenden Ölführungsnuten ein- oder mehrgängig ausgebildet sein.
Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles hervor :
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Zylinderblockes mit einer Zylinderlaufbüchse nach der Erfindung. Im Motorblock--l--ist eine Zylinderlaufbüchse--2--, in der sich
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Zylinderkopfseite aus in Richtung zum Kurbelgehäuse --2-- nach unten führen. Am oberen Ende des Motorblockes--l--ist ein Zulauf --5-- für das Öl angebracht, welches durch die Ölführungsnuten--4-- strömt und am unteren Ende derselben durch einen Ablauf-6-in den Kurbelraum oder in die ölwanne abfliesst.